专利名称：离子交换设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种离子交换设备，特别是一种带有喷淋装置的离子交换设备， 属于工业水处理领域。
背景技术：
随着核电技术的发展，电厂对水处理的要求也越来越高。目前，工业水处理领域 中所使用的离子交换设备，是通过装填在设备内部的树脂填料对来水进行除盐净化的，通 常在树脂失效后需将其输送到体外进行再生。在失效树脂填料向外输送时，以往设备内部 都会有部分树脂残留，该残留树脂与再生后的树脂混合将影响制水品质和制水周期，很难 满足对水质有很高要求的领域。以往离子交换设备的集水装置通常采用单平板配集水器 的结构，并设置有进旋流水的装置，即在一块单平板上开孔，在所开孔上安装集水器，在离 子交换器的上部即位于树脂填料层表面或混床的下部即位于树脂填料层的底部设置进旋 流水的装置，这类集水装置虽能确保出水均勻，但由于受平面结构形式以及进旋流水的装 置在截面积较大设备内不能形成有效漩流的影响，存在设备内部树脂填料输送不彻底的问 题，导致失效树脂填料与再生后树脂填料之间存在严重交叉污染，使制水品质得不到保证， 同时填料树脂容易造成旋流水管的堵塞。以往离子交换设备的集水装置也有采用双弧形板 结构形式的，即由上层弧形板通过中间支撑装置与下层弧形板焊接，在上层弧形板的板面 上设有集水器安装孔，集水器安装在安装孔上。该结构能确保出水均勻，且填料输送也较为 彻底，但该结构为满足防腐要求只能采用不锈钢材料制作，提高了设备的生产成本，造价昂
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实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种离子交换设备，其结构设计不但能够使布水均 勻，而且能够有效解决现有技术中所使用的离子交换设备失效树脂填料输送不彻底的问 题，并具有制水周期长、制水品质高以及设备结构简单、制造成本低的优点。本实用新型的技术方案一种离子交换设备，包括壳体、进水口、布水装置、进脂 口、树脂填料层、集水装置、出脂口和出水口，进水口设于壳体的顶部，布水装置设于壳体内 的上部，布水装置包括布水板和布水器，集水装置设于壳体内的下部，集水装置包括集水板 和集水器，树脂填料层设于集水装置的上方，出脂口的上端设于集水装置的中心点并与壳 体的底部连接，壳体的底部还设有出水口，布水板的下方设有喷淋装置，集水板为单弧形 板。在布水装置的下部设置喷淋装置可以使树脂填料输送完全彻底，经验证输送率可达 99. 99% 以上。前述的离子交换设备中，喷淋装置由1 10个淋水喷头构成或者为一根底部和侧 面带喷淋孔的环状喷淋管道。喷淋装置采用淋水喷头或者采用底部和侧面带喷淋孔的环状 喷淋管道都是为了使淋洗水能够喷到壳体内的各个部位，使失效树脂输送彻底。前述的离子交换设备中，喷淋装置由5个淋水喷头构成，淋水喷头设于布水板的下方，通过焊接、螺纹连接或者紧固件固定在淋洗水进水管A上。前述的离子交换设备中，淋洗水进水管A的进水端设置在壳体的顶部或者设置在 壳体的侧面。前述的离子交换设备中，喷淋装置为一根底部和侧面带喷淋孔的环状喷淋管道， 环状喷淋管道与淋洗水进水管B连接，淋洗水进水管B上的进液口设于壳体的顶部或者设 于壳体的侧面。前述的离子交换设备中，集水板是一块碳钢衬胶的单弧形板。传统的集水板采用 不锈钢双弧形板，制造要求高，难度大，成本也高；也有采用单平整板，树脂填料输送不彻 底，不能满足制水品质要求，采用钢衬胶单弧形板比采用不锈钢双弧形板可减少整台设备 成本的20%。前述的离子交换设备中，集水板的板面上设有集水器安装孔，集水器安装孔均勻 分布在以集水板的中心为圆心的同心圆上，集水器通过集水器安装孔固定在集水板的上 方。将集水器安装孔均勻分布在以集水板的中心为圆心的同心圆上的方式布置是为了集水 和布气均勻。前述的离子交换设备中，布水板的板面上设有布水器安装孔，任意相邻的3个布 水器安装孔以等腰或等边三角形的方式布置或以任意布水器安装孔都均勻分布在以布水 板的中心点为圆心的同心圆上的方式布置，布水器通过布水器安装孔固定于布水板的下 方。将布水器安装孔以等腰或等边三角形的方式布置或以任意布水器安装孔都均勻分布在 以布水板的中心点为圆心的同心圆上的方式布置均是为了确保布水均勻。前述的离子交换设备中，壳体为球体或中部为圆柱体两端为椭圆封头的组合体。前述的离子交换设备中，壳体为球体，且球体的直径为3200mm 4200mm。前述的离子交换设备中，壳体的中部为圆柱体两端为椭圆封头，且壳体中部的圆 柱体直径为^OOmm 4200mm。前述的离子交换设备中，壳体的内壁上设有衬胶防腐层。由于设备筒体采用碳钢， 其处理的来水有腐蚀性，需要做防腐。如果采用耐腐蚀材料如不锈钢，价格非常昂贵。前述的离子交换设备中，布水板是一块圆形板。采用圆形板的目的是，确保在大流 量、高流速的工况下，布水均勻，避免树脂扰动，减少树脂的磨损，延长制水周期。前述的离子交换设备中，布水板是由一整块钢板构成的圆形板。当离子交换设备 的规格比较小时，布水板可采用一整块钢板制作而成的圆形板，这样可以减少加工工艺。前述的离子交换设备中，布水板是由多块钢板通过焊接或紧固件连接而成的整体 圆形板。当离子交换设备的尺寸比较大时，布水板的直径也相应增大，受钢板原材料尺寸制 约，将其设计为多块钢板通过焊接而成整体的圆形板，为安装、检修方便，在圆形板上设有 可拆装的人孔及盖板或在壳体上封头设有可拆装的人孔及盖板，或者将其设计为多块钢板 通过紧固件连接而成整体的圆形板。与现有技术相比，由于本实用新型采用整体圆形布水板，在布水板上安装布水器， 使布水装置布水均勻，避免大流量、高流速的工况下树脂扰动，有效减少树脂磨损，并提高 制水周期。同时在布水板下方设置喷淋装置，它有效地配合集水装置进行失效树脂填料输 送，保证树脂填料输送完全彻底，经验证输送率可达99. 99 %以上，本实用新型在提高制水 周期的同时又极大提高了制水品质。另外，集水装置的集水板采用钢衬胶的单弧形板结构，
4与传统不锈钢双弧形板集水板相比制造价格大大降低，而且制造难度也大大降低，使安装、 拆卸以及维护更加方便，极大降低了设备造价。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是淋水喷头的进水端设于壳体顶部的的结构示意图；图3是淋水喷头的进水端设于壳体侧面的的结构示意图；图4是环状喷淋管道上的进液口设于壳体顶端的结构示意图；图5是环状喷淋管道上的进液口设于壳体侧面的结构示意图；图6是本实用新型壳体为球形的结构示意图；图7是布水板为一块整体圆形板的结构示意图，其中布水器安装孔是以同心圆分 布；图8是多块钢板通过紧固件拼装而成的布水板的结构示意图，其中布水器安装孔 是以正三角形分布。附图中的标记为1-壳体，2-进水口，3-布水装置，4-进脂口，5-树脂填料层， 6-集水装置，7-出脂口，8-出水口，9-布水板，10-喷淋装置，11-集水板，12-布水器安装 孔，13-集水器安装孔，14-衬胶防腐层，15-集水器，16-布水器，17-淋水喷头，18-环状喷 淋管道，19-淋洗水进水管A，20-喷淋孔，21-淋洗水进水管B，22-淋洗水进液口。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。本实用新型的实施例1 一种离子交换设备，包括壳体1、进水口 2、布水装置3、进 脂口 4、树脂填料层5、集水装置6、出脂口 7和出水口 8，进水口 2设于壳体1的顶部，布水 装置3设于壳体1内的上部，布水装置3包括布水板9和布水器16，集水装置6设于壳体1 内的下部，集水装置6包括集水板11和集水器15，树脂填料层5设于集水装置6的上方，出 脂口 7的上端设于集水装置6的中心点并与壳体1的底部连接，壳体1的底部还设有出水 口 8，布水装置3的布水板9的下方设有喷淋装置10，集水板11是一块单弧形板。布水板 9是由一整块钢板构成的圆形板。集水板11的板面上设有集水器安装孔13，集水器安装孔 13均勻分布在以集水板11的中心为圆心的同心圆上，集水器15通过集水器安装孔13固定 于集水板11的上方。喷淋装置10为1个淋水喷头17。淋水喷头17设于布水板9的下方 并焊接在淋洗水进水管A19上。淋洗水进水管A19的进水端设置在壳体1的顶部。布水板 9的板面上设有布水器安装孔12，任意相邻的3个布水器安装孔12以等腰三角形的方式布 置，布水器16通过布水器安装孔12固定于布水板9的下方。壳体1为球体，其球体直径为 3200mm。壳体1的内壁上设有衬胶防腐层14。本实用新型的实施例2 —种离子交换设备，包括壳体1、进水口 2、布水装置3、进 脂口 4、树脂填料层5、集水装置6、出脂口 7和出水口 8，进水口 2设于壳体1的顶部，布水 装置3设于壳体1内的上部，布水装置3包括布水板9和布水器16，集水装置6设于壳体1 内的下部，集水装置6包括集水板11和集水器15，树脂填料层5设于集水装置6的上方， 出脂口 7的上端设于集水装置6的中心点并与壳体1的底部连接，壳体1的底部还设有出水口 8，布水板9的下方设有喷淋装置10，集水板11是一块碳钢衬胶的单弧形板。布水板 9是由多块钢板焊接而成的整体圆形板。集水板11的板面上设有集水器安装孔13，集水器 安装孔13均勻分布在以集水板11的中心为圆心的同心圆上，集水器15通过集水器安装孔 13固定于集水板11的上方。喷淋装置10为5个淋水喷头17，淋水喷头17设于布水板9的 下方，通过螺纹连接在淋洗水进水管A19上。淋洗水进水管A19的进水端设置在壳体1的 侧面。布水板9的板面上设有布水器安装孔12，任意相邻的3个布水器安装孔12以等边三 角形的方式布置，布水器16通过布水器安装孔12固定于布水板9的下方。壳体1为球体。 壳体1的球体直径为4200mm。壳体1的内壁上设有衬胶防腐层14。本实用新型的实施例3 —种离子交换设备，包括壳体1、进水口 2、布水装置3、进 脂口 4、树脂填料层5、集水装置6、出脂口 7和出水口 8，进水口 2设于壳体1的顶部，布水 装置3设于壳体1内的上部，布水装置3包括布水板9和布水器16，集水装置6设于壳体1 内的下部，集水装置6包括集水板11和集水器15，树脂填料层5设于集水装置6的上方，出 脂口 7的上端设于集水装置6的中心点并与壳体1的底部连接，壳体1的底部还设有出水 口 8，布水装置3的布水板9的下方设有喷淋装置10，集水板11是一块碳钢衬胶的单弧形 板。布水板9是由多块钢板通过紧固件连接而成的整体圆形板。集水板11的板面上设有 集水器安装孔13，集水器安装孔13均勻分布在以集水板11的中心为圆心的同心圆上，集水 器15通过集水器安装孔13固定于集水板11的上方。喷淋装置10为10个淋水喷头17，淋 水喷头17设于布水板9的下方，通过焊接、螺纹连接或者紧固件固定在淋洗水进水管A19 上。淋洗水进水管A19的进水端设置在壳体1的顶部。布水板9的板面上设有布水器安装 孔12，任意布水器安装孔12都均勻分布在以布水板9的中心点为圆心的同心圆上的方式布 置，布水器16通过布水器安装孔12固定于布水板9的下方。壳体1的中部为圆柱体两端 为椭圆封头。壳体1的中部圆柱体直径为^OOmm。壳体1的内壁上设有衬胶防腐层14。本实用新型的实施例4 一种离子交换设备，包括壳体1、进水口 2、布水装置3、进 脂口 4、树脂填料层5、集水装置6、出脂口 7和出水口 8，进水口 2设于壳体1的顶部，布水 装置3设于壳体1内的上部，布水装置3包括布水板11和布水器16，集水装置6设于壳体 1内的下部，集水装置6包括集水板9和集水器15，树脂填料层5设于集水装置6的上方， 出脂口 7的上端设于集水装置6的中心点并与壳体1的底部连接，壳体1的底部还设有出 水口 8，布水装置3的布水板9的下方设有喷淋装置10，集水板11是一块碳钢衬胶的单弧 形板。布水板9是由多块钢板焊接而成的整体圆形板。集水板11的板面上设有集水器安 装孔13，集水器安装孔13均勻分布在以集水板11的中心为圆心的同心圆上，集水器15通 过集水器安装孔13固定于集水板11的上方。喷淋装置10为为一根底部和侧面带喷淋孔 20的环状喷淋管道18。环状喷淋管道18连接淋洗水进水管B21，淋洗水进水管B21上的淋 洗水进液口 22设于壳体1的顶部。布水板9的板面上设有布水器安装孔12，以任意布水器 安装孔12都均勻分布在以布水板9的中心点为圆心的同心圆上的方式布置，布水器16通 过布水器安装孔12固定于布水板9的下方。壳体1的中部为圆柱体两端为椭圆封头。壳 体1的中部圆柱体直径为3800mm。壳体1的内壁上设有衬胶防腐层14。本实用新型的实施例5 —种离子交换设备，包括壳体1、进水口 2、布水装置3、进 脂口 4、树脂填料层5、集水装置6、出脂口 7和出水口 8，进水口 2设于壳体1的顶部，布水 装置3设于壳体1内的上部，布水装置3包括布水板9和布水器16，集水装置6设于壳体1内的下部，集水装置6包括集水板11和集水器15，树脂填料层5设于集水装置6的上方，出 脂口 7的上端设于集水装置6的中心点并与壳体1的底部连接，壳体1的底部还设有出水 口 8，布水装置3的布水板9的下方设有喷淋装置10，集水板11是一块碳钢衬胶的单弧形 板。布水板9是由一整块钢板构成的圆形板。集水板11的板面上设有集水器安装孔13， 集水器安装孔13均勻分布在以集水板11的中心为圆心的同心圆上，集水器15通过集水器 安装孔13固定于集水板11的上方。喷淋装置10为一根底部和侧面带喷淋孔20的环状喷 淋管道18。环状喷淋管道18连接淋洗水进水管B21，淋洗水进水管B21上的淋洗水进液口 22设于壳体1的顶部或者设于壳体1的侧面。布水板9的板面上设有布水器安装孔12，以 任意布水器安装孔12都均勻分布在以布水板9的中心点为圆心的同心圆上的方式布置，布 水器16通过布水器安装孔12固定于布水板9的下方。壳体1的中部为圆柱体两端为椭圆 封头。壳体1的中部圆柱体直径为4200mm。壳体1的内壁上设有衬胶防腐层14。经技术人员长期的研究和在实际中的应用得下列结论
各种离子交换设备工作及设备成本对比失效树脂填料输送率设备投资成本运行、维 修成本本实用新型所述的离子 交换设备高于99. 99%49万元/台低采用不锈钢双弧形板且 不带专门喷淋装置的离子交 换设备不高于99. 9%61万元/台低采用钢衬胶单平整板设 置有进旋流水的装置但不带 喷淋装置的离子交换设备低于95. 00%51万元/台高由上表可以得出，本实用新型所述的离子交换设备制造投资成本最低，而失效树 脂填料的输送率是最高的。因失效树脂与再生后树脂如有交叉污染将影响制水品质和制水 周期，所以失效树脂的输送率对于设备的长期有效运行是是非常关键的，以往采用的各种 办法失效树脂的输送率均不能高于99. 9%，而本实用新型的研究人员在反复的实验和研究 后，从十几种方案中最终选择了本方案，使失效树脂的输送率达到99. 99%以上。本实用新型的工作原理树脂通过进脂口 4送入离子交换设备，树脂通过离子交 换对来水进行除盐净化，树脂失效后向外输送进行再生。在失效树脂输送后期，淋洗水通过 淋洗进水管A19经淋水喷头17或经过淋洗水进水管B22通过开有喷淋孔20的环状喷淋管 道18呈淋雨状冲淋，从而淋洗壳体1的内表面和集水器15的表面，残留在壳体1内表面和 集水器15表面的树脂填料将被完全冲刷下来，随水流通过位于集水板11的中心底部的出 脂口 7—同被彻底排出。该设备提高制水周期的同时又极大提高了制水品质。另外，集水装置6的集水板11采用钢衬胶的单弧形板结构，使每台设备比传统离子交换设备节省20% 的制造成本，极大降低了设备造价。
权利要求1.一种离子交换设备，包括壳体(1)、进水口 O)、布水装置(3)、进脂口 0)、树脂填料 层(5)、集水装置(6)、出脂口(7)和出水口(8)，其特征在于进水口⑵设于壳体⑴的 顶部，布水装置C3)设于壳体(1)内的上部，布水装置C3)包括布水板(9)和布水器(16)， 集水装置(6)设于壳体⑴内的下部，集水装置(6)包括集水板(11)和集水器(15)，树脂 填料层(5)设于集水装置(6)的上方，出脂口(7)的上端设于集水装置(6)的中心点并与 壳体(1)的底部连接，壳体(1)的底部还设有出水口(8)，布水板(9)的下方设有喷淋装置 (10)，集水板(11)为单弧形板。
2.根据权利要求1所述的离子交换设备，其特征在于喷淋装置(10)由1 10个淋 水喷头(17)构成或者为一根底部和侧面带喷淋孔00)的环状喷淋管道(18)。
3.根据权利要求2所述的离子交换设备，其特征在于喷淋装置(10)由5个淋水喷头 (17)构成，淋水喷头(17)设于布水板(9)的下方，通过焊接、螺纹连接或者紧固件固定在淋 洗水进水管A(19)上。
4.根据权利要求3所述的离子交换设备，其特征在于淋洗水进水管A(19)的进水端 设置在壳体(1)的顶部或者设置在壳体(1)的侧面。
5.根据权利要求2所述的离子交换设备，其特征在于喷淋装置(10)为一根底部和侧 面带喷淋孔00)的环状喷淋管道(18)，环状喷淋管道(18)与淋洗水进水管^21)连接，淋 洗水进水管W21)上的淋洗水进液口 0 设于壳体(1)的顶部或者设于壳体(1)的侧面。
6.根据权利要求1所述的离子交换设备，其特征在于集水板(11)是一块碳钢衬胶的 单弧形板。
7.根据权利要求1或6所述的离子交换设备，其特征在于集水板(11)的板面上设有 集水器安装孔(13)，集水器安装孔(13)均勻分布在以集水板(11)的中心为圆心的同心圆 上，集水器(1 通过集水器安装孔(1 固定在集水板(11)的上方。
8.根据权利要求1所述的离子交换设备，其特征在于布水板(9)的板面上设有布水 器安装孔(12)，任意相邻的3个布水器安装孔(1 以等腰或等边三角形的方式布置或以任 意布水器安装孔(1 都均勻分布在以布水板(9)的中心点为圆心的同心圆上的方式布置， 布水器(16)通过布水器安装孔(12)固定于布水板(9)的下方。
9.根据权利要求1所述的离子交换设备，其特征在于壳体(1)为球体或中部为圆柱 体两端为椭圆封头的组合体。
10.根据权利要求9所述的离子交换设备，其特征在于壳体(1)为球体，且球体的直 径为 3200mm 4200mm。
11.根据权利要求9所述的离子交换设备，其特征在于壳体(1)的中部为圆柱体两端 为椭圆封头，且壳体(1)中部的圆柱体直径为^OOmm 4200mm。
12.根据权利要求1所述的离子交换设备，其特征在于壳体(1)的内壁上设有衬胶防 腐层(14)。
13.根据权利要求1所述的离子交换设备，其特征在于布水板(9)是一块圆形板。
14.根据权利要求13所述的离子交换设备，其特征在于布水板(9)是由一整块钢板 构成的圆形板。
15.根据权利要求13所述的离子交换设备，其特征在于布水板(9)是由多块钢板通 过焊接或紧固件连接而成的整体圆形板。
专利摘要本实用新型公开了一种离子交换设备，包括壳体1、进水口2、布水装置3、进脂口4、树脂填料层5、集水装置6、出脂口7和出水口8，进水口2设于壳体1的顶部，布水装置3设于壳体1内的上部，布水装置3包括布水板9和布水器16，集水装置6设于壳体1内的下部，集水装置6包括集水板11和集水器15，树脂填料层5设于集水装置6的上方，出脂口7的上端设于集水装置6的中心点并与壳体1的底部连接，壳体1的底部还设有出水口8，布水板9的下方设有喷淋装置10，集水板11为单弧形板。本实用新型不但能够使布水均匀，而且能够保证失效树脂填料彻底输送，具有制水周期长、制水品质高以及结构简单、造价低廉的优点。
文档编号C02F1/42GK201914946SQ201020680529
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者沈建永, 王正平 申请人:中国华电工程(集团)有限公司, 华电水处理技术工程有限公司